Способ непрерывной разливки металлов

Способ непрерывной разливки металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республнк

О П

686811

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.07.77 (21) 250317 3/2 2 0 2 с присоединением заявки Рй (23) Приоритет

Опубликовано 25.09.79. Бюллетень J% 35

Дата опубликования описания 27.09.79 (51)М. Кл.

В 22 D 11/00

Гваудврстввииый хвихтет

СССР вв двлаи изобрвтвиий и втиритий (53) УДК 621,746, .047 (088.8 ) В, И. Лебедев, jl. П. Евтеев, B. И. Уманец, В. П. Локтионов, В. М. Паршин и P. А. Уразаев (72) Авторы изобретения

Центральттьтй научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (7I) Заявитель (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургищ конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известен способ непрерывной разливки металлов, включаюший заливку металла

5 в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, регули« руемое охлаждение водой в зависимости от скорости вытягивания, подаваемой на слиток вдоль технологической оси через форсуночные секции, при этом расходы воды изменяют от минимального до максимального значения в течение времени, равного времени полного затвердевания слитка )1).

11едостатком этого способа является то, что расходы воды в одной и той же форсуночной секции изменяют за одно и то же время независимо от того, уменьшают скорость вытягивания или ее увели- то чивают.

Исследованиями ЦНИИчермета установлено, что для получения слитков оптимального качества необходимо устанавливать в каждой форсуночной секции время изменения расходов воды при изменении скорости вытягивания различными. При этом установлено, что указанное время больше при уменьшении скорости вытягивания, чем при последуюшем увеличении ее. Это объясняется различной скоростью выхода фронта кристаллизации в стационарное положение при уменьшении и увеличении скорости вытягивания.

При таком способе это условие не соблюдается, что вызывает местной переохлаждение и перегрев поверхности слитка, значения термических напряжений при этом будут превосходить допустимые значения, что приводит к браку слитков по внутренним трешинам. Кроме юго, не соблюдается стабильность процесса кристаллизации слитков при изменении скорости вытягивания, 1(ель изобретения - уменьшение термических напряжений и повышение качестве слитка.

Для этого в процессе разливки при уменьшении скорости вытягивания слитка расход воды в форсуночных секциях, расположенных выше конца жидкой фазы, изменяют в течение времени, большего на величину ЛТ по сравнению со временем при последуюшем увеличении скорости вытя гивания.

Величина b,t определяется из соотношения % 2

1(V V

4 2. где E - расстояние от мениска металла в кристаллиэаторе до середины форсуночной секции;

V u Vg - значения большей и меньшей

1 скоростей вытягивания соответственно. ,Юля форсуночных секций, расположенных ниже конца жидкой фазы, At определяют из соотношения а1 Е, Е

4 2 где 5t - разница длин жидкой фазы при большей и меньшей скоростях вытягиван ия

- расстояние от мениска металла в кристаллиэаторе до середины форсуночной секции.

Улучшение качества слитков происходит потому, что отсутствует местное переохлаждение и перегрев поверхности слитка при изменении скорости их вытягивания, а значения термических напряжений не превосходят допустимые значения, что

35 снижает брак слитков по внутренним и наружным трешинам. Кроме того повышается стабильность процесса кристаллизации слитков, независимо от изменения скорос40

TB mx вытягkaaHaa.

На фиг. 1 изображена установка неирерывной разливки металлов, продольный разрез; на фиг. 2 - график изменения во времени фронта кристаллизации и конца

45 жидкой фазы при уменьшении и увеличении скорости вытягивания.

Установка непрерывной разливки металлов состоит из кристаллизатора 1, форсуночных секций,;, соответствуюших участ50 к&м ЗОны втОричнОГО Охлажден ияр тянуших валков 3, 4 и 5 - положения фронтов кристаллизации, 6 и 7 - положения концов жидкой фазы при различных скоростях вытягивания, 8 и 9 - график изменения положения фронта кристаллизации и конца жидкой фазы, соответственно при уменьшении скорости вытягивания, 10 и 11 то же, при увеличении скорости вытягива

11 4 ния. Установка имеет также непрерывполитой слиток 12 и мениск металла 13 в кристалл изаторе.

В процессе непрерывной разливки в кристалпиэатор 1 сечением 200х1700 мм разливают сталь марки 3сп, из которого вытягивают слиток 12 с постоянной скоростью V =- 0,8 м/мин.

Этой скорости соответствует положение фронта кристаллизации 5 и конец жидкой фазы 7, который находится на расстоянии 16 м от мениска металла 13. В зоне вторичного охлаждения слиток 12 охлаждают водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными в 5 участков или форсуночных секций 2 длиной по 3,2 м каждая. На участках зоны вторичного охлаждения 2 устанавливают расходы воды

12,0; 10,0; 6,0; 4,0 и 2,0 м /ч соответственно. Полное время затвердевания слитка толшиной 250 мм составляет 20 мин.

Расстояние от мениска металла 13 до нижнего торца кристаллизатора 1 составляет 1,0 м.

При уменьшении скорости вытягивания с V = 0,8 мlмин до У2 = 0,4 м/мин глубина жидкой фазы уменьшается с 16,0 до 8,0 м, а фронт кристаллизации перемешается из положения 5 в положение 4.

На первых трех участках расходы воды уменьшают до значений 8,0; 4,5 и 2,0м7ч соответственно. На последних двух участках воду постепенно отключают. Процесс разливки со скоростью Ч2 = 0,4 м/мин продолжают больше времени полного затвердевания слитка. За это время конец жидкой фазы займет стационарное положение 6.

На фиг. 2 показан график укаэанных изменений в зависимости от времени с, Линия 8 характеризует время выхода фрон- та кристаллизации в положение 4 по высоте зоны вторичного охлаждения в зависимости от времени . Линия 9 характеризует время подъема конца жидкой фазы из положения 7 в положение 6 или время, в течение которого уменьшают расходы воды по форсуночным секциям 2 в зависимости от времени Е, Для форсуночной секции 2 на уровне а-а, являюшимся серединой секции, время уменьшения расходов воды будет составлять

C (2. где L - расстояние от мениска металла в кристаллиэаторе до уровня а-а;

V>- новая уменьшенная скорость вытягиванияе

5 6

Для форсуночной секции 2 на уровне В этом случае для форсуночной секции б-б являюшейся серединой секции, время на уровне 6-4 время увеличения расходов уменьшения расходов воды будет со- воды 7q устанавливают меньшим, чем ставлять & время tg при уменьшении скорости вытя z „-ч

3. гивания. Это объясняется тем, что скогде 5 - расстоянйе от конца жидкой фа- рость V больше скорости V> вследстзы слитка при прежней скорости вие чего конец жидкой фазы быстрее выйвытягивания. дет в стационарное положение 7 из полоПри увеличении скорости вытягивания женин 6, чем при уменьшении скорости снова с = 0,4 м/мин до V =0,8м/мин вытягивания. увелич ва т еличивают расходы воды на каждом участ- Разница значений времени изменения ке секций 2 Равномерно от прежних значе- расходов воды Т и Ч: на уровне а-а буний до новых, соответствуюшнх новой ско- дет составлять рости вытягивания V = 0,8 м/мин. а

Н E(vf - Ъ д Г = - Е Ф аa= - ъвсех пяти участках расходы воды увели- 1 2. чивают до 12,0; 10,0; 5,0; 4,0и2,0 wk ч Разница значений времени изменения соответственно. В этом случае глубина расходов воды и 1 на уровне б б идкой фазы увеличивается с 8,0 до 16 0 м, будет составлять жидкой фазь а фронт кристаллизации перемешается иэ л»

5+ь е AL 6 положения 4 в положение 5. го д = -т 4.=у v ч — у v

1 1

На фиг. 2 показан график указанных где 5L, - разница длин жидкой фазы. изменений в зависимости от времени Т, Зависимости для определения Q и, Линия харак

10 териэует время выхода действительны для форсуночных секций, кристаллизации в положение 5 по расположенных выше положения конца жид25 ей высоте эоны вторичного охлаждения в за- кой фазы 6, соответствуюшей меньше висимости от времени ." или время увели- скорости вытягивания, а зависимости для чения расходов водЫ в форсуночных сек- определения 52 и С для секций, располоциях, Линия 11 характеризует время опус- женных ниже. кания конца жидкой фазы иэ положения 6 в положение 7 или время включения форзо

Это объясняется тем, что положение суночных секций. конца жидкой фазы 6, соответствуюшей

Для форсуночной секции 2 на уровне меньшей скорости вытягивания, является а-а вРемя увеличения Расходов воды Х точкой, от которой при последуюшем увебудет составлять личении скорости вытягивания жидкая фа«

Р. 35 эа начинает опускаться вниз. В секции, Ъ Ч в районе которой расположена эта точка, B этом слУчае длЯ форсуночной секции будет наиболее большое время изменения на Уровне а-а вРемЯ УвеличениЯ Расходов расходов воды. В частности, при уменьшеводы Г устанавливают меньшим, чем нии скорости вытягивания оно имеет макЪ 40 время " при уменьшении скорости вытя- симальное значение и соста ляет время гивания. Это объясняется тем, что ско- полного затвердевания слитка. рость V больше скорости Vg вследствие Изобретение действительно при различчего фронт кристаллизации на УРовне а-а ных значенияхд /= /- / уменьшения скобыстрее выйдет в стационарное положение р ТН 3 ряги зяния и последуюшего ее уве45

5 при увеличении скорости вытягивания, пичения. чем из положения 5 в положении 4 при уменьшении скорости вытягивания, Середина форсун ир ночной секции выбираДля форсуночной секции 2 на уровне ется иэ условий, исключаюших переохлажб-б время увеличения расходов воды дениз и rreperp пе ег ев поверхности слитка по будет составлять длине секц

L, S

1 Предлагаемый способ позволит улуч4 V V-Ч шить качество слитков на 2-3% эа счет где В - расстояние от мениска металла устранения брака с ит

1 1 б ака слитков по внутренним где — ас т кристаллиэаторе W уровня 55 + наружным тр . ешинам. П и этом в слитб-б; ке снижаются значения термических напря5 — расстояние от конца жидкой фа- жений до допустимых значений„отсутстзы при уменьшенной скорости вует местное переохлаждение и перегрев вытягивания до уровня б-6 поверхности слитка, повышается стабиль686811 ность процесса кристаллизации непрерывнолитого слитка.

Формула изобретения

Способ непрерывной разливки металлов, включавший разливку металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, регулируемое охлаждение водой в зависимости от скорости вытягивания, подаваемой на слиток вдоль технологической оси через форсуночные секции и изменение расхода воды от минимального значения до максимального в течение времени, равного времени полного затвердевания слитка, о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения термических напряжений и повышения качества слитков, в процессе разливки при уменьшении скорости вытягивания слитка расход воды в форсуночных секциях, расположенных выше конца жидкой фазы, изменяют в течение времени большего

25 на величинуЛ " по сравнению со временем при последуюшем увеличении скорости вытягивания, определяемую из соотно.шения

C(i — )

v v, 1 где — расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до середины форсуночной секции; ц У - значения большей и меньшей

1 скоростей вытягивания соответственно, а для форсуночных секций, расположенных ниже конца жидкой фазы Ь Г определяют из соотношения

Г, V,- 4„V1 где Ь| — разница длин жидкой фазы при большей и меньшей скоростях вытягивания; - расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до середины форсуночной секции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 555593, кл. В 22 Н 11/00, 1975, (прото тип ) .